CN105299464A - 用于有目的地将可燃气体导出容器的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将至少一种可燃流体、尤其是在标准状态下密度小于空气密度的可燃气体导出容器的装置，所述装置具有：阀单元，所述阀单元能够在流体上与所述容器连接并且具有至少两个分别带有流体排出口的流体路径，其中流体能够通过所述至少两个流体路径的流体排出口导出到所述容器的周围环境中；以及控制单元，构造所述控制单元，以便根据传感器的传感器信号控制所述阀单元，从而有目的地根据所述传感器的传感器信号通过所述至少两个流体路径的流体排出口调节所述可燃流体的流体流，所述流体排出口用于将流体导出到所述容器的周围环境中。

Description

用于有目的地将可燃气体导出容器的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将至少一种可燃流体从容器中导出的装置、具有这种装置的容器以及具有容器和这种装置的机动车。本发明还涉及一种用于将可燃气体导出容器的方法。

背景技术

高压气罐、尤其是高压天然气罐或者高压氢气罐通常配有减压阀，所述减压阀用于当在气罐中超过临界压力时受控地排出气体。由此避免气罐的爆裂和进而可能的相关联的爆炸。通常通过外部热作用、例如通过燃烧引起在气罐中超过临界压力。在该情况下，天然气或者氢气的排出与火花的出现相联系，所述火花在典型的若干个100bar的气罐压力时具有若干米（典型地约3m）的长度。该数量级的火花对于周围人员、例如救援人员或者具有高压气罐的机动车的失事乘客是巨大的潜在危险。

典型的天然气或者氢气汽车仅具有一个排气管路，所述排气管路在减压阀打开的情况下通过车顶将气体排出。

发明内容

本发明的主题是用于将至少一种可燃流体、尤其是在标准状态下密度小于空气密度的可燃气体导出容器的装置、具有这种装置的容器和具有容器和这种装置的机动车以及根据主权利要求所述的用于将至少一种在标准状态下密度小于空气密度的可燃气体导出容器的方法。

通过按照本发明的装置能够将可燃流体、例如可燃气体有目的地从容器导出或者说排出到周围环境中，以便提高在周围环境中、尤其是对于处于所述装置的周围环境中的人员的安全性。所述流体路径的流体排出口在此优选空间上彼此隔开布置并且指向不同的方向。也就是说，换言之通过预先考虑至少两个、优选多于两个流体路径，通过所述流体路径能够将流体导出到周围环境中，拥有多种可能性，用于将流体受控地导出到期望的区域或者方向中。因此，根据本发明能够借助控制单元根据传感器的传感器信号通过一个或者多个流体排出口有目的地引导或者说调节流体流，以便由此在优选的位置处或者说以期望的方向导出在排出时可能着火的待引导流体，所述方向对于周围环境或者说周围的人员或者物品无危险。

在具有高压气罐的氢气或者天然气驱动的汽车的情况下，所述汽车例如由于事故位于车顶上并且着火，能够通过预先考虑在汽车的底板上的至少一个流体排出口控制地向“上”导出氢气或者天然气，从而出现的火花不会危害在周围环境中的救援人员或者失事人员。

类似地，对于燃料电池汽车、具有氢内燃机、氢气罐和在储罐区中的氢气瓶的汽车也能够考虑使用按照本发明的装置，所述储罐区未固定地安装并且因此能够翻倒。

所述传感器在此能够是控制单元的一部分。然而，所述传感器也能够是例如机动车的现存的单元，在所述机动车中集成按照本发明的装置。在后者情况下，控制单元能够与“外部”传感器通过接口相连接。控制单元能够与所述传感器例如通过电线或者无线地连接。

当所述阀单元具有卸压阀时是有利的。此外，当阀单元具有多通阀，所述多通阀具有至少两个流体路径时是有利的。多通阀在此优选串联在卸压阀之后，也就是说在流体的导出中布置在下游。能够构造为常规减压阀的卸压阀在此能够布置在容器之外。然而所述卸压阀也能够集成在容器中。通过该措施，所述流体在例如由于热作用超过在容器中的临界压力时能够以简单的方式通过多通阀根据传感器信号有目的地经由确定的流体路径通过相应的流体排出口导出到周围环境、也就是说周围环境的不危险的区域。

此外，当所述传感器是位置传感器并且所述传感器信号是代表装置的方位的位置信号时是有利的。所述位置信号也能够代表容器的位置。此外，所述位置信号能够代表机动车的位置。通过该措施能够首先确定所述装置、容器和/或机动车的当前位置，以便然后相对于该位置并且根据期望的流体排出方向通过相应的流体路径或者说流体排出口导出所述流体。

此外，构造控制单元用于借助位置传感器的位置信号确定至少两个流体路径的相对于重力方向最上面的流体排出口并且控制所述阀单元，以便通过至少两个流体路径的确定的最上面的流体排出口将可燃流体的全部流体流导出到容器的周围环境，此时是有利的。通过该措施尤其是在标准状态下密度小于空气密度的可燃气体的情况下，在事故和以下出现的在容器或者高压气罐中的过压时，始终能够保证与重力相反地向上导出或者说排出。也就是说尤其是在轻于空气的气体中-尤其是天然气的主要成分氢气和甲烷属于该类气体-通过与重力相反地导出或者说排出实现所述可燃气体在周围环境中的快速分配和稀释，由此在排出时将燃烧和/或爆炸危险缩短到最短的可能的时间段。如果排出的可燃气体点燃，则始终保证所述可能若干米大的火苗受控地与重力方向相反地向上扩张，由此实现周围的或者位于汽车中的人员的最小危险。

此外，当至少两个流体路径具有流体导管，所述流体导管具有相应的流体排出口或者在流体上与相应的流体排出口相连接时是有利的。通过该措施能够以简单的方式在不同的位置处或者指向不同的方向地定位或者说布置所述流体排出口。

此外，当至少两个流体路径的至少一个流体排出口具有喷嘴或者构造为喷嘴时是有利的。通过该措施能够提高可燃流体的排出速度，从而该流体能够较快地分布在周围环境空气中。

附图说明

以下根据附图示例性地详细阐述本发明。附图示出：

图1是具有按照本发明的实施例的装置的机动车的示意图；

图2是用于将在标准状态下密度小于空气密度的至少一种可燃气体导出容器的方法。

具体实施方式

在图1中示出了以其整体设有附图标记10的机动车。所述机动车10在此布置在周围环境12中或者说被具有空气的周围环境12包围。机动车10具有容器14，所述容器具有可燃的流体16或者说充满可燃的流体16。机动车10在此构造为天然气汽车或者氢气汽车10，从而容器14也能够表示为油罐14或者充满氢气16或者说天然气16的气罐14。然而，机动车10也能够构造为任意的汽车，流体容器14与可燃的流体16一起集成在所述汽车中。

那么在所述机动车10中设有按照本发明的装置18用于导出可燃流体16。当在该容器中达到临界压力并且进而面临气罐16爆裂或者说爆炸时，则将可燃流体16导出容器14或者说气罐14是尤其必要的。尤其是通过外部热作用达到临界压力，所述热作用例如在事故和由此出现的燃烧时产生。

按照本发明的装置18具有阀门单元20和控制单元22。阀门单元20与气罐14在流体上相连接。阀门单元20具有卸压阀24。所述卸压阀24在示出的实施方式中集成在气罐14中并且与该气罐在流体上相连接。然而，卸压阀24也能够布置在气罐16外面。卸压阀24在此构造为常规减压阀，所述减压阀在超过定义的压力p_max时打开并且处于气罐14中的可燃气体、例如氢气或者天然气跑出。如果气体压力下降到p_max以下，则重新关闭卸压阀24。

阀元件20此外具有多通阀26。多通阀26在此串联在卸压阀24之后，也就是说在流体16的导出中布置在下游。多通阀26具有三个流体出口或者说三条流体路径28、28’。然而，多通阀28、28’能够具有多条流体路径。流体路径28、28’分别具有一条流体导管30。流体导管30在它那方面分别具有流体排出口32、32’、32’’。因此，流体16或者说气体16能够从气罐14经由卸压阀24和多通阀26通过三条流体路径28、28’的流体排出口32、32’、32’’导出到机动车10的或者说气罐14的周围环境12。

装置18的控制单元22通过信号线34与传感器36相连接。替代信号线34也可以考虑另一种任意的设计方案，例如能够通过信号、像例如通过无线电通讯传输。传感器36在此是装置18的一部分并且设置专用于供给对于控制单元22的信号数据。然而，传感器36也能够是集成在机动车10中的传感器36，所述传感器除了与控制单元22还与机动车10的其他装置通讯或者说相连接。

在图1中示出的实施例中，传感器36构造为位置传感器36，所述传感器供给代表机动车10或者说装置18的位置的位置信号。位置传感器36在此集成在控制单元22中。控制单元22能够借助位置传感器36的位置信号确定机动车10处于哪种方位或者说位置，也就是说机动车10例如是否位于或者说处于车轮（惯例）上、车顶上或者在一侧上。通过位置传感器36的位置信号或者说通过机动车10确定的位置，控制单元22此外能够确定流体路径28、28’的相对于重力方向38在最上面的流体排出口32’。根据设计方案例如在机动车10处于车顶上的情况下，对置于车顶的流体排出口32’’能够是最上面的，优选通过所述流体排出口32’’导出可燃流体16。

因此，控制单元22通过信号线34如此控制阀单元20，即激活多通阀26的开口或者说与最上面的流体排出口32’在流体上相连接的流体路径28’。换言之，控制单元22根据位置传感器36的位置信号如此控制阀单元20，即经由激活的流体路径28’通过确定的最上面的流体排出口32’将流体流40的大部分、优选可燃流体16的全部流体流40导出到容器14的或者说机动车10的周围环境12。因此，可燃气体16能够与重力方向38相反地（向上）从机动车10中跑出。

所述跑出的或者说导出的可燃气体16与周围环境12的周围空气混匀并且能够形成可燃混合气。在周围环境12的接近激活的流体路径28’的最上面的流体排出口32’的区域中，如果温度处于氢气/空气或者说天然气/空气混合气的燃点之上，则出现火花。当周围环境12的接近阀单元20和激活的流体路径28’的区域已经处于燃烧中时，出现同样情况。因为火花或者说排出的可燃气体16与机动车10的位置无关始终与重力方向38相反地向上从机动车10中溢出，最小的潜在危险基于排出的可燃气体16。

Claims (10)

1.用于将至少一种可燃流体（16）、尤其是在标准状态下密度小于空气密度的可燃气体（16）导出容器（14）的装置，所述装置具有：

-阀单元（20），所述阀单元能够在流体上与所述容器（14）连接并且具有至少两个分别带有流体排出口（32、32’、32’’）的流体路径（28、28’），其中流体（16）能够通过所述至少两个流体路径（28）的流体排出口（32、32’、32’’）导出到所述容器（14）的周围环境（12）中；以及

-控制单元（22），构造所述控制单元，以便根据传感器（36）的传感器信号控制所述阀单元（20），从而有目的地根据所述传感器（36）的传感器信号通过所述至少两个流体路径（28、28’）的流体排出口（32、32’、32’’）调节所述可燃流体（16）的流体流（40），所述流体排出口用于将流体（16）导出到所述容器（14）的周围环境（12）中。

2.按权利要求1所述的装置（18），其特征在于，所述阀单元（20）具有卸压阀（24）。

3.按权利要求1或者2所述的装置（18），其特征在于，所述阀单元（20）具有多通阀（26），所述多通阀具有至少两个流体路径（28、28’）。

4.按上述权利要求中任一项所述的装置（18），其特征在于，所述传感器（36）是位置传感器（36），并且所述传感器信号是代表所述装置（18）的方位的位置信号。

5.按权利要求4所述的装置（18），其特征在于，构造控制单元（22）以便借助位置传感器（36）的位置信号确定至少两个流体路径（28、28’）的相对于重力方向（38）最上面的流体排出口（32’），并且控制所述阀单元（20）以便通过至少两个流体路径（28、28’）的所确定的最上面的流体排出口（32’）将可燃流体（16）的全部流体流（40）导出到容器（14）的周围环境（12）中。

6.按上述权利要求中任一项所述的装置（18），其特征在于，所述流体路径（28、28’）中的至少一个流体路径具有流体导管（30），所述流体导管具有相应的流体排出口（32、32’、32’’）或者在流体上与相应的流体排出口（32、32’、32’’）连接。

7.按上述权利要求中任一项所述的装置（18），其特征在于，至少两个流体路径（28、28’）的流体排出口（32、32’）中的至少一个流体排出口具有喷嘴或者构造为喷嘴。

8.容器（14），其具有根据权利要求1至7中任一项所述的、用于将至少一种可燃流体（16）导出所述容器（14）的装置（18）。

9.机动车（10），其具有

-容器（14）、尤其是气罐（14），所述容器具有至少一种可燃流体（16）、尤其是在标准状态下密度小于空气密度的可燃气体（16）；以及

-根据权利要求1至7中任一项所述的、用于将至少一种可燃流体（16）导出所述容器（14）的装置（18）。

10.用于将在标准状态下密度小于空气密度的至少一种可燃气体（16）导出容器（14）的方法，所述方法具有以下步骤：

-提供（100）阀单元（20），所述阀单元在流体上与容器（14）相连接并且具有分别带有流体排出口（32、32’、32’’）的至少两个流体路径（28）；

-提供（102）控制单元（22），构造所述控制单元以便根据位置传感器（36）的位置信号控制阀单元（20）；

-借助所述位置传感器（36）的位置信号确定（104）至少两个流体路径（28、28’）的相对于重力方向（38）最上面的流体排出口（32’）；

-通过至少两个流体路径（28）的所确定的最上面的流体排出口（32’）将可燃流体（16）的全部流体流（40）导出到容器（14）的周围环境（12）中。